DE2724209C2

DE2724209C2 - Control system for setting an air / fuel ratio of the air / fuel mixture fed to an internal combustion engine

Info

Publication number: DE2724209C2
Application number: DE2724209A
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Toyota Fukuda; Tadashi Okazaki Hattori; Takamichi Gamagori Nakase; Akira Takata
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1982-07-08
Also published as: US4140093A; DE2724209A1; GB1571254A

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem zur Einstellung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a control system for setting an air / fuel ratio of the one Internal combustion engine supplied air / fuel mixture according to the preamble of claim 1.

Zu;· Erzielung einer optimalen Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen ist zur Gewährleistung eines maximalen Wirkungsgrades des hierzu meist verwendeten Abgasreinigungskatalysators entweder eine ständige genaue Regelung des Luft/ Brennstoff-Verhältnisses des Ansauggemisches einer Brennkraftmaschine zum Beispiel durch entsprechende Zusatzluftzufuhr erforderlich oder alternativ muß eine dem Abgasreinigungskatalysator zugeführte Zusatzluftmenge entsprechend geregelt werden.To; · Achieving an optimal exhaust gas purification at Internal combustion engines of motor vehicles is to ensure maximum efficiency of the this mostly used exhaust gas purification catalytic converter either a constant precise regulation of the air / Fuel ratio of the intake mixture of an internal combustion engine, for example by corresponding Additional air supply required or, alternatively, an additional air quantity supplied to the exhaust gas purification catalytic converter be regulated accordingly.

Bei einem aus der DE-OS 23 60 621 bekannten Regelsystem dieser Art zur Einregelung des Luft/ Brennstoff-Verhältnisses des einer Vergaser-Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Brennstoff-Ansauggemisches in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen eines dem Abgasstrom der Brennkraftmaschine ausgesetzten Gasmeßfühlers ist ein den Vergaser umgehender Bypassluftkanal zur Zuführung von dosierbarer Zusatzluft mit einem elektrisch steuerbaren Magnetventil und einem als mechanisches Membranventil ausgestalteten Regelventil versehen. Ober das Membranventil wird der Durchlaßbereich des Bypassluftkanals inIn a control system of this type known from DE-OS 23 60 621 for regulating the air / Fuel ratio of the air / fuel intake mixture supplied to a carburetor internal combustion engine as a function of the output signals of one exposed to the exhaust gas flow of the internal combustion engine Gas sensor is a bypass air channel that bypasses the carburettor for the supply of meterable Additional air with an electrically controllable solenoid valve and one designed as a mechanical diaphragm valve Provided control valve. The passage area of the bypass air duct in

ίο Abhängigkeit vom Ansaugleitungsunterdruck verändert, wobei der Durchlaßquerschnitt bei hohem Ansaugleitungsunterdruck vergrößert und bei niedrigem Ansaugleitungsunterdruck verkleinert wird, während mittels des Magnetventils die Zusatzluftzufuhr zum Membranventil in Form einer EIN/AUS-Steuerung festgelegt wird. Hierbei wird das Magnetventil drehzahlsynchron geöffnet und geschlossen, wobei zwei Tastverhältnisse Verwendung finden, davon abhängig, ob das über den Gasmeßfühler ermittelte Luft/Brennstoff-Verhältnis fett oder mager, d. h. unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch ist Während der Zeitdauer, bei der das ermittelte Luft/Brennstoff-Verhältnis unterstöchiometrisch ist, wird ein Tastverhältnis mit einer langen Ventilöffnungsperiode verwendet, während bei Ermittlung eines überstöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnisses auf ein Tastverhältnis mit einer kurzen Ventilö'fnungsperiode übergegangen wird, das für die Dauer dieses Zustandes des Luft/Brennstoff-Verhältnisses beibehalten wird.ίο depending on the suction line negative pressure changed, wherein the passage cross-section increases with high suction line negative pressure and with low Intake line negative pressure is reduced, while the additional air supply to the by means of the solenoid valve Diaphragm valve is set in the form of an ON / OFF control. The solenoid valve is synchronized with the speed open and closed, whereby two duty cycles are used, depending on whether the air / fuel ratio determined by the gas sensor fat or lean, d. H. is under-stoichiometric or over-stoichiometric during the Period of time during which the determined air / fuel ratio is sub-stoichiometric, a duty cycle with a long valve opening period is used, while when determining a stoichiometric air / fuel ratio on a pulse duty factor with a short valve opening period is passed over for the duration of this state of the air / fuel ratio is retained.

Obwohl die Zusatzluftzufuhr auch in synchroner Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl gesteuert wird, erfolgt die Einspeisung der Zusatzluft in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine auf Grund der Verwendung eines derartigen Schaltventils jedoch intermittierend bzw. mit Unterbrechungen, was in Verbindung mit der in proportionaler Abhängigkeit vom Ansaugleitungsunterdruck erfolgenden allmählichen Verstellung des Membranventils den Nachteil aufweist, daß auf Grund der durch die Brennkraftmaschine zwangsläufig bedingten Verzögerungszeit der Regelstrecke leicht Nachlaufersdieinungen bei der Zusatzluftdosierung auftreten, die erhebliche Regelschwankungen des Luft/Brennstoff-Ansauggemischverhältnisses hervorrufen können und damit durch unangenehme Rüttelerscheinungen das Fahrverhalten eines mit einer derart geregelten Brennkraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeugs sowie auch den Wirkungsgrad eines meist nur in einem engen Bereich effektiv arbeitenden Abgasreinigungskatalysators beeinträchtigen. Although the additional air supply is also controlled synchronously as a function of the engine speed is, the feed of the additional air into the intake system of the internal combustion engine takes place on the basis of the However, use of such a switching valve intermittently or with interruptions, which is shown in Connection with the gradual in proportion to the suction line negative pressure Adjustment of the diaphragm valve has the disadvantage that due to the internal combustion engine Inevitably caused delay time of the controlled system slightly lagging the Additional air metering occur, the considerable control fluctuations of the air / fuel intake mixture ratio and thus the driving behavior through unpleasant jolting phenomena of a motor vehicle equipped with such a regulated internal combustion engine as well as the efficiency an exhaust gas purification catalytic converter that usually only works effectively in a narrow area.

Aus der DE-OS 25 40 560 ist eine weitere Ansauggemischregelung dieser Art für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der Zusatzluft über ein Membranventil in das Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine einspeis-From DE-OS 25 40 560 is another intake mixture control of this type for internal combustion engines known to feed the additional air into the intake system of an internal combustion engine via a diaphragm valve

bar ist. Die öffnung des Membranventils wird vom Unterdruck in einem Pufferbehälter bestimmt, der einerseits mit der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine in Verbindung steht und somit vom Ansaugleitungsunterdruck beaufschlagt wird, sowie andererseits über ein als Schaltventil ausgebildetes Magnetventil mit der Atmosphäre verbindbar ist. Die EIN/ÄUS-Zustände des Magnetventils werden wiederum von einem den Abgasen der Brennkraftmaschine ausgesetzten Gasmeßfühler (O₂-Meßfühler) über eine Regelschaltung gesteuert. Das heißt, der Unterdruck im Pufferbehälter wird durch Änderung des Tastverhältnisses des dem Magnetventil zugeführten Steuersignals in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Gasmeßfühlersis cash. The opening of the diaphragm valve is determined by the negative pressure in a buffer container, which on the one hand is connected to the intake line of the internal combustion engine and is thus acted upon by the intake line negative pressure, and on the other hand can be connected to the atmosphere via a solenoid valve designed as a switching valve. The ON / OFF states of the solenoid valve are in turn controlled by a gas sensor (O ₂ sensor) exposed to the exhaust gases of the internal combustion engine via a control circuit. That is, the negative pressure in the buffer container is determined by changing the pulse duty factor of the control signal fed to the solenoid valve as a function of the output signals of the gas sensor

gesteuert Das Membranventil wird somit in Schließrichtung verstellt, wenn das Magnetventil geöffnet ist und der Pufferbehälter mit Atmosphärendruck beaufschlagt wird, während eine Verstellung in Öffnungsrichtung erfolgt, wenn der Pufferbehälter bei geschlossenem Magnetventil mit dem Ansaugleitungsunterdruck beaufschlagt wird.controlled The diaphragm valve is thus adjusted in the closing direction when the solenoid valve is open and atmospheric pressure is applied to the buffer container during an adjustment in the opening direction takes place when the suction line negative pressure is applied to the buffer tank with the solenoid valve closed will.

Dieses bekannte Regelsystem entspricht mit Ausnahme der hier nicht gegebenen Drehzahlabhängigkeit somit weitgehend dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik und weist dementsprechend im wesentlichen buch die gleichen Nachteile auf, die insbesondere darin bestehen, daß im Bereich des meist einzuregelnden stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnisses, in dem das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers sehr häufig seinen Wert ändert, erhebliche Regelschwingungen auftreten, die durch die diskontinuierliche EIN/AUS-Steuerung des jeweils verwendeten Magnetventils weiter verstärkt werden und die Einregelung eines bestimmten konstanten Luft/Brennstoff-Verhältnisses erschweren. Im übrigen ist eine aus einer Kombination eines Magnetventils mit einem Membranventil bestehende Bypassanordnung dieser bekannten Art bereits an sich aufwendig und arbeitet auf Grund der doppelstufigen Steuerung und der nur allmählich erfolgenden Verstellung des Membranventils zwangsläufig relativ ungenau.This known control system corresponds, with the exception of the speed dependency, which is not given here thus largely the prior art described above and accordingly essentially book the same disadvantages, in particular that in the area of the mostly to be regulated stoichiometric air / fuel ratio in which the output of the gas sensor is very frequent changes its value, considerable control oscillations occur, which are caused by the discontinuous ON / OFF control of the solenoid valve used in each case are further amplified and the adjustment of a make certain constant air / fuel ratio difficult. Otherwise, it is one of a combination a solenoid valve with a diaphragm valve already existing bypass arrangement of this known type In itself complex and works due to the two-stage control and only gradually the adjustment of the diaphragm valve that takes place inevitably is relatively imprecise.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art derart auszugestalten, daß durch Anpassung der Charakteristik bzw. Ansprechverhaltens des Regelkreises an die bei den verschiedenartigen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine auftretenden unterschiedlichen Verzögerungszeiten Schwankungen des Luft/Brennstoff-Verhältnisses um den einzuregelnden Wert minimal gehalten werden können.The invention is therefore based on the object of providing a control system according to the preamble of claim 1 mentioned type in such a way that by adapting the characteristic or response behavior of the control loop to those occurring in the various operating states of the internal combustion engine different delay times, fluctuations in the air / fuel ratio around the one to be regulated Value can be kept to a minimum.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.This object is achieved with the means specified in the characterizing part of claim 1.

Erfindungsgemäß findet somit an Stelle einer Ventilkombi.;ation nur ein einziges, z. B. von einer als Schrittmotor ausgebildeten Antriebseinrichtung kontinuierlich verstellbares Regelventil zur Regelung der Zusatzluftzufuhr Verwendung. Die Steuerschaltung erhält eingangsseitig die Ausgangssignale des z. B. aus einem C^-Meßfühler bestehenden Gasmeßfühlers sowie eines Maschinendrehzahlgebers und umfaßt einen Steuermpulsgenerator, der in bestimmter Weise mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine synchronisierte bzw. auf diese zeitlich abgestimmte Steuerimpulse erzeugt, wobei bei jedem dieser Zeitsteuerimpulse eine bestimmte Anzahl von Betätigungsimpulsen für den Schrittmotor erzeugt und er dadurch für eine vorgegebene Zeitdauer angetrieben wird.According to the invention, instead of a valve combination, only a single one, e.g. B. from one as Stepper motor designed drive device continuously adjustable control valve for regulating the Auxiliary air supply use. The control circuit receives the output signals of the z. B. off an existing gas sensor and a machine speed sensor and comprises a control pulse generator, which in a certain way with the speed of the internal combustion engine synchronized or timed to this control pulses generated, with each of these timing pulses a certain number of actuation pulses for the Generated stepping motor and it is thereby driven for a predetermined period of time.

Der Antrieb des Schrittmotors erfolgt somit richtungsmäßig in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des die Abgaszusammensetzung und damit das eingeregelte Luft/Brennstoff-Verhältnis erfassenden Gasmeßfühlers jeweils über eine vorgegebene Zeitdauer, die von der vorgegebenen Anzahl von Betätigungsimpulsen bestimmt ist, woraufhin der Schrittmotor und damit das _ω Regelventil in der erreichten Stellung festgehalten werden, bis der nächste Zeitsteuerimpuls ansteht. Solange keine Signalumkehr des Gasmeßfühlersignals erfolgt, wird das Regelventil in einer Richtung abwechselnd angetrieben und wieder festgehalten. Bei einer Signalumkehr des Gasmeßfühlersignals, d. h„ bei einer Änderung des Li/Ii/Brennstoff-Gemischverhältnisses von einem mageren auf einen fetten Wert oder umgekehrt, ändert sich gleichzeitig auch die Antriebsrichtung des Schrittmotors. The drive of the stepper motor is thus directionally dependent on the output signals of the gas sensor, which detects the exhaust gas composition and thus the regulated air / fuel ratio, in each case over a predetermined period of time, which is determined by the predetermined number of actuation pulses, whereupon the stepper motor and thus the _ω control valve be held in the position reached until the next timing pulse is available. As long as there is no signal reversal of the gas sensor signal, the control valve is alternately driven in one direction and held again. In the event of a signal reversal of the gas sensor signal, i. When the Li / Ii / fuel mixture ratio changes from a lean to a rich value or vice versa, the drive direction of the stepper motor also changes at the same time.

Bei hoher Drehzahl und großer Ansaugluftmenge, d. h, bei kurzen Verzögerungszeiten in der Regelstrekke, verringert sich die Periode der Zeitsteuerimpulse proportional zur Drehzahl, was zu kürzeren Betriebszyklen des Schrittmotors und damit zu einer durchschnittlich schnelleren Verstellung des Regeiventils entsprechend den kurzen Verzögerungszeiten führt Bei niedriger Drehzahl und geringer Ansaugluftmenge, d. h, bei großen Verzögerungszeiten in der Regelstrecke, ergeben sich dementsprechend auch größere Perioden der Zeitsteuerimpulse, was zu einer im ganzen langsameren Verstellung des Regelventils führt die mit den größeren Verzögerungszeiten in Einklang steht und eine übermäßige Zusatzluftzufuhr insbesondere im unteren Teillastbereich mit den bekannten nachteiligen Folgen einer übermäßigen Gemischabmag<;rung verhindert At high engine speeds and large amounts of intake air, i. h, with short delay times in the control system, the period of the timing pulses decreases proportionally to the speed, which leads to shorter operating cycles of the stepper motor and thus to an average faster adjustment of the control valve according to the short delay times leads to Bei low speed and low intake air volume, d. H, With long delay times in the controlled system, there are correspondingly larger periods the timing pulses, which leads to a generally slower adjustment of the control valve with the longer delay times is consistent and an excessive additional air supply, especially in the Prevents the lower partial load range with the known disadvantageous consequences of excessive lean mixture

Durch die Bildung von Zeitstf; !jrimpulsen, deren Periode sich in Abhängigkeit von dei V'-rzögeruiigszeit der Regelstrecke ändert läßt sich somit eine optimale Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen und damit eine praxisgerechte Regelung des Luft/ Brennstoff-Verhältnisses erzielen, da sich hierdurch die Verstellgeschwindigkeit des Regelventils dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine und damit der jeweiligen Verzögerungszeit in der Regelstrecke anpassen läßt, was den Regelbereich innerhalb dessen das Luft/Brennstoff-Verhältnis Schwankungen unterworfen sein kann, erheblich einengt.Through the formation of Zeitstf; ! jrimpulsen, whose Period varies depending on the delay time As the controlled system changes, an optimal adaptation to different operating conditions can be achieved and thus achieve a practice-oriented regulation of the air / fuel ratio, as this improves the Adjustment speed of the control valve the respective operating state of the internal combustion engine and thus can be adapted to the respective delay time in the controlled system, what the control range within the air / fuel ratio can fluctuate significantly.

Im übrigen läßt sich bei Übergangsbetriebszuständen, wie Beschleunigung und Verzögerung, bei denen eine plötzliche Änderung der Ansaugluftmenge auftritt, die Periode der Zeitsteuerimpulse sofort auf einen Teilbetrag des üblichen Wertes verringern, was zu einer noch schnelleren Verstellung des Regelventils führt, die eine rasche Wiedereinregelung des gewünschter! Luft/ Brennstoff-Verhältnisses ermöglicht.In addition, in the case of transitional operating states, such as acceleration and deceleration where there is a sudden change in the amount of intake air, the Immediately reduce the period of the timing pulses to a fraction of the usual value, resulting in an even more leads to faster adjustment of the control valve, which means that the desired! Air/ Fuel ratio allows.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in de;. Unteransprüchen wiedergegeben.Advantageous embodiments of the invention are in de ;. Subclaims reproduced.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtThe invention is explained below on the basis of exemplary embodiments with reference to FIG Drawing described in more detail. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines ersten Ausführungsbeispiels des Regelsystems,1 shows a schematic representation of the structure of a first exemplary embodiment of the control system,

Fig. 2 teilweise im Schnitt eine schematische Darstellung des Aufbaus des bei dem Regelsystem gemäß Fig. 1 verwendeten Beschleunigungs/Verzögerungsschalters, FIG. 2 shows, partially in section, a schematic representation of the structure of the control system according to Fig. 1 used acceleration / deceleration switch,

F i g. 3 ein Blockschaltbild der bei dem Regelsystem gemäß F ί g. 1 verwendeten Steuerschaltung,F i g. 3 is a block diagram of the control system according to FIG. 1 control circuit used,

F i 'Λ 4 ein Schaltbild der Steuerschaltung gemäß F ig. 3,F i 'Λ 4 is a circuit diagram of the control circuit according to Fig. 3,

F i g. 5 einen Impuls- bzw. Signalplan zur v\:ranschaulichung der Wirkungsweise des Regelsystems gemäß Fig. 1,F i g. 5 a pulse or signal plan for visualization the mode of operation of the control system according to FIG. 1,

Fig.6 die Steuerschaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kegelsystems,6 shows the control circuit of a second embodiment the cone system,

F i g, 7 einen Impuls- bzw, Signalplan zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Regelsystem gemäß Fig. 6, FIG. 7 shows a pulse or signal plan to illustrate the mode of operation of the control system according to FIG. 6,

Fig.8 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines dritten Ausführungsbeispiels des Regelsystems und8 shows a schematic representation of the structure of a third exemplary embodiment of the control system and

F i g. 9 und 10 Schaltbilder, die die Hauptbauelemente von Weiterbildungen der Steuerschaltung gemäß den F i g. 4 und 6 veranschaulichen.F i g. 9 and 10 are circuit diagrams showing the main components of developments of the control circuit according to FIGS. Figures 4 and 6 illustrate.

Gemäß Fig. 1, in der der Gesamtaufbau eines ersten Ausführungsbeispiels des Regelsystems veranschaulicht ist, wird einer Brennkraftmaschine 1 von einem Vergaser 2 über eine Ansaugleitung 3 ein Luft/Brennstoff-Gemisch zugeführt. Die Brennkraftmaschine 1 ist ein üblicher Viertakt-Otto-Motor.According to Fig. 1, in which the overall structure of a first Exemplary embodiment of the control system is illustrated, an internal combustion engine 1 of a Carburetor 2 is supplied with an air / fuel mixture via an intake line 3. The internal combustion engine 1 is a common four-stroke gasoline engine.

Im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine 1 ist ein Drosselventil 4 in dem stromab gelegenen Teil des Vergasers 2 angebracht, während ein Luftfilter 5 stromauf des Vergasers 2 vorgesehen ist. Eine Zusatzluft-Zuleitung 6 verbindet den Luftfilter 5 mit dem Vergaser 2 stromab des Drosselventils 4.In the intake system of the internal combustion engine 1, a throttle valve 4 is located in the downstream part of the Carburetor 2 attached, while an air filter 5 is provided upstream of the carburetor 2. One Auxiliary air supply line 6 connects the air filter 5 to the carburetor 2 downstream of the throttle valve 4.

Im Abgassystem der Brennkraftmaschine 1 sind eine Abgasleitung 7 und ein einen Abgasreinigungskatalysator wie z. B. einen Dreifach-Katalysator enthaltender katalytischer Konverter 8 angeordnet, wobei sich außerdem in der Abgasleitung 7 ein Gasmeßfühler 9 befindet, der durch Verwendung eines Metalloxids wie Zirkondioxid oder Titandioxid die Konzentration von Sauerstoff als Bestandteil der Abgase feststellt und dadurch das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches ermittelt, das mit dem Sauerstoffgehalt der Abgase in Wechselbeziehung steht.In the exhaust system of the internal combustion engine 1 are a Exhaust pipe 7 and an exhaust gas purification catalyst such as. B. containing a triple catalyst catalytic converter 8 is arranged, and a gas sensor 9 is also located in the exhaust pipe 7 is located, which by using a metal oxide such as zirconium dioxide or titanium dioxide, the concentration of Determines oxygen as a component of the exhaust gases and thereby the air / fuel ratio of the intake mixture determined, which is related to the oxygen content of the exhaust gases.

Im Falle der Verwendung von Zirkondioxid für den Gasmeßfiihler 9 wird eine EMK von ungefähr 1 V erzeugt, wenn das der Brennkraftmaschine 1 zugeführte Luft/Brennstoff-Gemisch unterstöchiometrisch ist, während eine EMK von ungefähr 100 mV erzeugt wird, wenn das der Brennkraftmaschine 1 zugeführte Luft/Brennstoff-Gemisch überstöchiometrisch ist, wobei sich die EMK im Bereich des stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnisses stufenweise bzw. sprungartig ändert.In the case of using zirconia for the Gas measuring sensor 9, an EMF of approximately 1 V is generated when the internal combustion engine 1 is supplied The air / fuel mixture is substoichiometric while an EMF of approximately 100 mV is generated, when the air / fuel mixture supplied to the internal combustion engine 1 is overstoichiometric, where the EMF in the range of the stoichiometric air / fuel ratio increases gradually or suddenly changes.

Eme verschiedene elektronische Schaltkreise umfassende Steuerschaltung 10 dient dazu, eine als Schrittmotor ausgebildete Antriebseinrichtung 11 intermittierend derart anzusteuern, daß der Schrittmotor 11 eine sprungartige Drehbewegung in einer gewählten Antriebsrichtung entsprechend den von verschiedenen Meßfühlern einschließlich des Gasmeßfühlers 9 abgegebenen Signalen ausführt. Die Aufgabe des Schrittmotors 11 besteht darin, ein in der Zusatzluft-Zuleitung 6 angebrachtes Regelventil 12 zu öffnen und zu schließen. /u welchem Zweck die Antriebswelle des Schrittmotors 11 mit der Welle bzw. dem Schaft des Regelventils 12 verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schrittmotor 11 ein vierphasig bzw. zweiphasig erregbarer Motortyp.Eme comprising various electronic circuits Control circuit 10 serves to intermittently drive a drive device 11 designed as a stepping motor to be controlled in such a way that the stepping motor 11 makes a sudden rotary movement in a selected drive direction corresponding to those output by various sensors including the gas sensor 9 Signals. The task of the stepping motor 11 is to provide a power supply in the additional air supply line 6 attached control valve 12 to open and close. / u what purpose the drive shaft of the stepper motor 11 with the shaft or the shaft of the control valve 12 connected is. In this embodiment, the stepping motor 11 is a four-phase or two-phase excitable motor type.

Das Regelventil 12 ist eine rechteckige Drosselklappe, die in der Zusatzluft-Zuleitung 6 angebracht ist Das Regelventil 12 ist mit einem die vollständig geschlossene Ventilsteüung erfassenden Schalter 13 versehen, der geschlossen ist. wenn sich das Regelventil 12 in seiner vollständig geschlossenen Stellung befindet, und der in jeder anderen Stellung des Regelventils 12 geöffnet ist, wobei das Ausgangssignal des Schalters 13 der Steuerschaltung 10 zugeführt wirdThe control valve 12 is a rectangular throttle valve, which is attached in the additional air supply line 6. The control valve 12 is completely closed with one Ventilsteüung detecting switch 13 is provided, which is closed. when the control valve 12 is in its fully closed position and the in every other position of the control valve 12 is open, the output signal of the switch 13 of the Control circuit 10 is supplied

Ein Drehzahlgeber 14 dient zur Erzeugung eines Signals synchron mit der Drehbewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 bzw. entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel das von der Primärwicklung der üblicherweise im Zündsystem der Brennkraftmaschine 1 Verwendung findenden Zündspule abgegebene intermittierende Signal ausgenutzt und als AusgangssignalA speed sensor 14 is used to generate a signal synchronous with the rotational movement of the crankshaft of the internal combustion engine 1 or corresponding to the speed of the internal combustion engine 1, with this Embodiment that of the primary winding of the usually in the ignition system of the internal combustion engine 1 Use the ignition coil emitted intermittent signal and used as an output signal

Ein Beschleunigungs-A^erzögerungsschalter 15 ist in der Ansaugleitung 3 angebracht und wird entsprechend den Änderungen des in der Ansaugleitung herrschenden Unterdrucks elektrisch ein- und abgeschaltet, d. h., der Schalter 15 wird bei einer plötzlichen Änderung des Ansaugunterdrucks, wie im Falle einer Beschleunigung 5 oder Verzögerung der Brennkraftmaschine 1, geschlossen und sein Ausgangssignal der Steuerschaltung 10 zugeführt. Der Aufbau dieses BeschleunigungS'/Verzögerungsschalters 15 ist in Fig.2 dargestellt und veranschaulicht, daß der Schalter 15 ein sog. Membranschalter, ist. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, weist der Schalter 15 zwei von einem Gehäuse 15a gebildete Kammern 15c und 15c/sowie eine Membran 156 auf, wobei die Kammern über eine Öffnung 15e in der Membran 156 miteinander in Verbindung stehen. DieAn acceleration / deceleration switch 15 is in the suction pipe 3 is attached and is in accordance with the changes in the suction pipe The negative pressure is switched on and off electrically, d. that is, the switch 15 is activated when there is a sudden change in the Intake vacuum, as in the case of an acceleration 5 or deceleration of the internal combustion engine 1, closed and its output signal is supplied to the control circuit 10. The structure of this acceleration / deceleration switch 15 is shown in Fig.2 and illustrates that the switch 15 is a so-called membrane switch, is. As can be seen from Fig. 2, the switch 15 has two formed by a housing 15a Chambers 15c and 15c / and a membrane 156, the chambers via an opening 15e in the Diaphragm 156 are in communication with one another. the

is Kammern 15cund 15c/sind jeweils mit Federn 15/i und 15/₂ versehen, die einen Druck auf die Membran 156 ausüben, wobei die Kammern 15c außerdem mit der Ansaugleitung 3 in Verbindung steht. An der Membran 156 ist ein elektrisch leitendes Achselement i5g fest angebracht, das an seinem vorderen Ende einen Kontakt 15Λ aufweist. Ein Gleitkontakt 15/steht ständig mit dem Achselement i5g in Berührung, während Anschlüsse i5j und 15k derart angeordnet sind, daß sie jeweils nur dann mit dem Achselement 15^· in Kontakt stehen, wenn dieses bestimmte vorgegebene Stellungen einnimmt. Ein Relais 15m wird in Abhängigkeit davon, ob dai Achselement 15g- mit den Anschlüssen 15/ und \5k in Kontakt steht, derart betätigt, daß Kontakte 15mi und \5ni2 geschlossen werden, wenn die Anschlüsse Kontakt haben, während die Anschlüsse 15mi und 15mj geschlossen werden, wenn die Anschlüsse keinen Kontakt haben. Auf diese Weise wird das Relais 15m entsprechend einer Beschleunigung oder Verzögerung der Brennkraftmaschine 1 von einer Schaltstellung inis 15cund chambers 15c / are each provided with springs 15 / i and _15/2, which exert a pressure on the diaphragm 156, wherein the chambers 15c also communicates with the intake pipe 3 in connection. An electrically conductive axle element i5g is fixedly attached to the membrane 156 and has a contact 15Λ at its front end. A sliding contact 15 / is constantly in contact with the axle element i5g , while connections i5j and 15k are arranged in such a way that they are only in contact with the axle element 15 ^ · when this assumes certain predetermined positions. A relay 15m is operated depending on whether the axle element 15g- is in contact with the connections 15 / and \ 5k in such a way that contacts 15mi and \ 5ni2 are closed when the connections are in contact while the connections 15mi and 15mj are closed when the connections are not in contact. In this way, the relay 15m is in accordance with an acceleration or deceleration of the internal combustion engine 1 from a switching position to

J₅ die andere gebracht.J _{5 brought} the other.

Der Drehzahlgeber 14 und der Beschleunigungs-/ Verzögerungsschalter 15 bilden zusammen eine Verzögerungszeit-Erfassungseinheit zur Ermittlung des Verzögerungsz.eitfaktors der Brennkraftmaschine 1.The speed sensor 14 and the acceleration / deceleration switch 15 together form a deceleration time detection unit to determine the deceleration time factor of the internal combustion engine 1.

to Nachstehend wird zunächst die Steuerschaltung 10 unter Bezugnahme auf ihr Blockschaltbild gemäß F i g. 3 beschrieben. Die Steuerschaltung 10 erhält als Eingangssignale das Luft/Brennstoff-Verhältnis-Signal des Gasmeßfühlers 9, das dem mit dem Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches in enger Beziehung stehenden Sauerstoffgehalt der Abgase entspricht, die Ausgangssignale des Drehzahlgebers 14 und des Beschleunigungs-AVerzögerungsschalters 15, die die Verzögerungszeit-Erfassungseinheit bilden, und das Ausgangssignal des Schalters 13 für die vollständig geschlossene Stellung des Regelventils 12 Die S'-uierschaltung 10 umfaßt eine Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a zur Unterscheidung des Luft/ Brennstoffverhältnis-Signals, einen Steuerimpulsgenerator 10ft zur Erzeugung von Zeitsteuerimpulsen mit einer dem Verzögerungszeitfaktor der Brennkraftmaschine 1 entsprechenden Dauer, eine Oszillatorschaltung 10c zur Erzeugung von Taktimpulsen mit einer vorgegebenen Frequenz, eine auf die Zeitsteuerimpulse und die Taktimpulse ansprechende Impulsgeneratorschaltung 10t/ zur Erzeugung von Betätigungsimpulsen zur Betätigung des Schrittmotors 11, eine Verknüpfungsschaltung 1Oe zur logischen Steuerung der Ausgangssignale der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a und der die Betätigungsimpulse abgebenden !mpu!sgeneratorscha!tung !Orf ein Z.weirichtungsschieberegister tOf, dessen Ausgangssignale entsprechend den von der Verknüpfungsschaltung 1Oe abgege-Hereinafter, first to the control circuit 10g with reference to its block diagram according to F i. 3 described. The control circuit 10 receives as input signals the air / fuel ratio signal of the gas sensor 9, which corresponds to the oxygen content of the exhaust gases, which is closely related to the air / fuel ratio of the intake mixture, the output signals of the speed sensor 14 and the acceleration / delay switch 15, which form the delay time detection unit, and the output signal of the switch 13 for the fully closed position of the control valve 12 The S'-uierschaltung 10 comprises an air / fuel discrimination circuit 10a for differentiating the air / fuel ratio signal, a control pulse generator 10ft for generating Timing pulses with a duration corresponding to the delay time factor of the internal combustion engine 1, an oscillator circuit 10c for generating clock pulses with a predetermined frequency, a pulse generator circuit 10t / for generating actuation pulses responsive to the timing pulses and the clock pulses Ulsen for actuating the stepping motor 11, a logic circuit 10e for the logical control of the output signals of the air / fuel differentiation circuit 10a and the pulse generator circuit that emits the actuation pulses orf a bidirectional shift register tOf, the output signals of which correspond to those given by the logic circuit 1Oe -

benen Signalen aufeinanderfolgend weitergeschaltet werden, und eine Stromversorgungsschaltung iOg zur Erregung des Schrittmotors 11 entsprechend den von dem Zweirichtungsschieberegister iOf abgegebenen Ausgangssignalen.These signals are successively switched on, and a power supply circuit iOg for exciting the stepping motor 11 in accordance with the output signals emitted by the bidirectional shift register iOf.

Nachstehend wird die Steuerschaltung 10 nun unter Bezugnahme auf Fig.4 im einzelnen beschrieben. Die Luft/Jovennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a umfaßt einen Eingangswiderstand 101, Spannungsteilerwiderstände 102 und 103 sowie einen Operationsdifferenzver- stärker 104, dessen nichtinvertierender Eingangsanschluß über den Eingangswiderstand 101 mit dem Gasmeßfühler 9 verbunden ist, während sein invertierender Anschluß an dem Spannungsteilerpunkt der Spannungsteilerwiderstände 102 und 103 liegt. Das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers 9 wird mit der von den Spannungsteilerwiderständen 102 und 103 bestimmten, vorgegebenen Spannung (der von dem Gasmeßfüh-The control circuit 10 will now be described in detail with reference to FIG. the Air / fuel discriminating circuit 10a an input resistor 101, voltage divider resistors 102 and 103 and an operational difference stronger 104, whose non-inverting input terminal via the input resistor 101 with the Gas sensor 9 is connected, while its inverting terminal at the voltage divider point of the Voltage divider resistors 102 and 103 is. The output signal of the gas sensor 9 is with that of the voltage divider resistors 102 and 103 determined, predetermined voltage (which is determined by the gas

Verhältnisses erzeugten EMK) derart verglichen, daß ein Ausgangssignal des Wertes »1« an einem Ausgang A der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a abgegeben wird, wenn das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers 9 über der vorgegebenen Spannung liegt bzw. das Ansauggemisch ein unterstöchiometrisches Luft/ 2i Brennstoff-Verhältnis aufweist, während ein Ausgangssignal des Wertes »0« am Ausgang A abgegeben wird, wenn die Ausgangsspannung des Gasmeßfühlers 9 unter der vorgegebenen Spannung liegt bzw. das Luft/Brennstoff-Verhältnis überstöchiometrisch ist, wie dies unter jo (c)in ? i g. 5 dargestellt ist.Relation generated EMF) are compared in such a way that an output signal of the value "1" is output at an output A of the air / fuel differentiation circuit 10a when the output signal of the gas sensor 9 is above the specified voltage or the intake mixture is a substoichiometric air / 2i fuel Ratio, while an output signal of the value "0" is output at output A when the output voltage of the gas sensor 9 is below the specified voltage or the air / fuel ratio is overstoichiometric, as shown under jo (c) in ? i g. 5 is shown.

Der die Zeitsteuerimpulse erzeugende Steuerimpulsgenerator 106 besteht aus einer Impulsformerschaltung, die Widerstände 105, 107 und 108, einen Kondensator 106 und einen Transistor 109 aufweist, einem Binärzähler 110 sowie einer Impuls-Differenzierschaltung, welche aus einem Inverter 111, einem Widerstand 112, einem Kondensator 113 und einem UND-Verknüpfungsglied 114 besteht. Die von der Primärwicklung der den Drehzahlgeber 14 bildenden Zündspule erzeugten Impulssignale werden somit von der Impulsformerschaltung regeneriert und sodann in dem Binärzähler 110 einer Frequenzteilung unterworfen. In diesem Falle wird das Teilverhältnis durch den Beschleunigungs-/ Verzögerungsschalter 15 bestimmt, wobei es bei diesem Ausführungsbeispiel derart eingestellt ist, daß ein Ausgangssignal Qi (das einer Frequenzteilung mit dem Wert '/2 unterworfen ist) während der Beschleunigungs-Verzögeningsperioden erzeugt wird, während ein Ausgangssignal Qi (das einer Frequenzteilung mit dem Wert Vs unterworfen ist) beim Vorliegen anderer Betriebszustände erzeugt wird. Die Impuls-Differenzierschaltung bildet aus den frequenzgeteilten Ausgangssignalen des Binärzählers HO positiv differenzierte Impulse, wie dies unter (b) in F i g. 5 dargestellt ist Diese differenzierten Zeitsteuerimpulse werden somit synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine erzeugt und weisen ein der Drehzahl der Brennkraftmaschine umgekehrt proportionale Dauer bzw. Periode auf, die bei Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgän- μ gen '/4 derjenigen Dauer bzw. Periode beträgt, die im normalen Betriebszustand erzeugt wird. Die Oszillatorschaltung 10c besteht aus Invertern 115 und 116, Widerstand 117 und einem Kondensator 118 und erzeugt Grundtaktimpulse zur Betätigung des Schrittmotors ίί. Die die Beiärigungsimpuise erzeugende Impulsgeneratorschaltung 10</ besteht aus einem NOR-Verknüpfungsglieder 119 und 120 aufweisenden RS-Flip-Flop, einem NOR-Verknüpfungsglied 121 und einem Dekadenzähler 122. Der Dekadenzähler 122 ist derart aufgebaut, daß bei Zuführung eines differenzierten Impulses des Wertes »1« zu seinem Rückstelleingang seine sämtlichen Ausgänge Qa bis Qq auf den Wert »0« zurückgestellt werden. Die Zählung erfolgt jeweils dann, wenn der dem Eingang C/zugeführte Taktimpuls von dem Wert »0« auf den Wert »1« übergeht, und es wird ein Ausgangssignal jeweils nacheinander an den Ausgängen Qo, Q\... und Q> in dieser Reihenfolge abgegeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Dekadenzähler 122 derart aufgebaut, daß er nach Erreichen der Grundzahl 10 wieder erneut zu zählen beginnt, wobei ein Signal des Wertes »1« an seinem Überlauf- oder Übertrag-Ausgang CO jeweils abgegeben wird, wenn die Zählung die Grundzahl 10 erreicht hat. In dem RS-Flip-Flop triggert der von dem Steuerimpulsgenerator 106 abgegebene Zeitsteuerimni*|e jjoc KJQD.yerj/nnnfiinnetTJJArJ 1 IO »VCdüTCh dCSS?" Ausgangssignal den Wert »0« annimmt, so daß das NOR-Verknüpfungsglied 121 geöffnet wird und die von der Oszillatorschaltung 10c abgegebenen Taktimpulse dem Eingang Cl des Dekadenzählers 122 zugeführt werden. Gleichzeitig wird der Dekadenzähler 122 durch den Zeitsteuerimpuls zurückgestellt, damit die Zählung zum Zeitpunkt der Zuführung des Zeitsteuerimpulses einsetzt, so daß, wenn /-Taktimpulse gezählt werden, das Ausgangssignal des Ausganges Q, den Wert »1« annimmt und das NOR-Verknüpfungsglied 120 des RS-Flip-Flops getriggert wird. Das Ausgangssignal des NOR-VerknUpfungsgliedes 119 nimmt daher den Wert »1« an, und das NOR-Verknüpfungsglied 121 wird gesperrt, wodurch der Dekadenzähler 122 die Zählung einstellt. Als Ergebnis werden /-Taktimpulse (d. h. die Anzahl der Impulse ist i) für jeden Zeitsteuerimpuls erzeugt, wie dies unter (d) in F i g. 5 dargestellt ist, was bedeutet, daß Betätigungsimpulse während der Dauer eines vorgegebenen Zeitintervalls als Ausgangssignale des NOR-Verknüpfungsgliedes 121 erzeugt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Betätigungsimpulse auf den Optimalwert voreingestellt, um den Regelbereich des Luft/Brennstoff-Verhältnisses sowohl bei stationären oder eingeschwungenen Dauerbetriebszuständen als auch bei Übergangszuständen zu verkleinern. The control pulse generator 106, which generates the timing pulses, consists of a pulse shaper circuit, which has resistors 105, 107 and 108, a capacitor 106 and a transistor 109, a binary counter 110 and a pulse differentiating circuit, which consists of an inverter 111, a resistor 112 and a capacitor 113 and an AND gate 114. The pulse signals generated by the primary winding of the ignition coil forming the speed sensor 14 are thus regenerated by the pulse shaping circuit and then subjected to frequency division in the binary counter 110. In this case, the division ratio is determined by the acceleration / deceleration switch 15, and in this embodiment it is set so that an output signal Qi (which is subjected to frequency division of '/ 2) is generated during the acceleration-deceleration periods while an output signal Qi (which is subjected to frequency division with the value Vs) is generated in the presence of other operating states. The pulse differentiating circuit forms positively differentiated pulses from the frequency-divided output signals of the binary counter HO, as shown under (b) in FIG. 5 This differentiated timing pulses are thus generated synchronously with the speed of the internal combustion engine and have a duration or period inversely proportional to the speed of the internal combustion engine, which in acceleration and deceleration processes is μ '/ 4 of the duration or period that is generated in the normal operating state. The oscillator circuit 10c consists of inverters 115 and 116, resistor 117 and a capacitor 118 and generates basic clock pulses for actuating the stepping motor ίί. The pulse generator circuit 10 </ which generates the warning pulses consists of an RS flip-flop with NOR gates 119 and 120, a NOR gate 121 and a decade counter 122. The decade counter 122 is constructed in such a way that when a differentiated pulse is supplied with the value » 1 «in addition to its reset input, all of its outputs Qa to Qq are reset to the value» 0 «. Counting takes place whenever the clock pulse fed to input C / changes from the value "0" to the value "1", and an output signal is generated one after the other at the outputs Qo, Q \ ... and Q> Order given. In this embodiment, the decade counter 122 is constructed in such a way that it starts counting again after reaching the base number 10, a signal of the value "1" being output at its overflow or carry output CO whenever the count reaches the base number 10 has reached. In the RS flip-flop of the output from the control pulse generator 106 Zeitsteuerim triggers ni * |? E jjoc KJQD.yerj / nnnfiinnetTJJArJ 1 IO "VCdüTCh DCSS" output assumes the value "0" so that the NOR gate 121 is opened and the clock pulses emitted by the oscillator circuit 10c are fed to the input Cl of the decade counter 122. At the same time, the decade counter 122 is reset by the timing pulse so that counting starts at the time the timing pulse is supplied, so that when / clock pulses are counted, the output signal of the Output Q, assumes the value "1" and the NOR gate 120 of the RS flip-flop is triggered the decade counter 122 sets the count, as a result, / clock pulses (ie, the number of pulses is i) are generated for each timing pulse, as shown in (d) in F i g. 5 is shown, which means that actuation pulses are generated as output signals of the NOR gate 121 for the duration of a predetermined time interval. In this exemplary embodiment, the number of actuation pulses is preset to the optimum value in order to reduce the control range of the air / fuel ratio both in steady-state or steady-state continuous operating states and in transitional states.

Der die vollständig geschlossene Stellung des Regelventils 12 erfassende Schalter 13 besteht aus einem Widerstand 13a und einem Schalter 136, der geschlossen wird, wenn das Regelventil 12 die vollständig geschlossene Stellung erreicht hat, wobei das Ausgangssignal an einem Ausgang P den Wert »0« annimmt.The switch 13, which detects the fully closed position of the control valve 12, consists of a resistor 13a and a switch 136 which is closed when the control valve 12 has reached the fully closed position, the output signal at an output P assuming the value "0".

Die Ausgangssignale der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a, der die Betätigungsimpulse erzeugenden Impulsgeneratorschaltung 10c/ und des die vollständig geschlossene Stellung des Regelventils 12 feststellenden Schalters 13 werden der Verknüpfungsschaltung 1Oe zugeführt, die wiederum die erforderlichen Vorwärts-, Rückwärts- und Haltesignale für den Schrittmotor 11 erzeugtThe outputs of the air / fuel discrimination circuit 10a, the actuation pulse generating pulse generator circuit 10c / and the The switch 13, which detects the fully closed position of the control valve 12, is fed to the logic circuit 1Oe, which in turn provides the required forward, reverse and hold signals for the Stepping motor 11 generated

Die Verknüpfungsschaltung 1Oe aus einem Inverter 123 und UND-Verknüpfungsgliedern 124 und 125 und dient zur logischen Steuerung des Schrittmotors 11. Wenn einem Eingang P des Zweirichtungsschieberegisters 10i das als Eingangssignale die Ausgangssignale der NAND-Verknüpfungsgiieder i24 und 125 der Verknüpfungsschaltung 1Oe erhält Impulssignale zugeführt werden, werden seine Ausgänge Qu Qi, Qi und Q₄ The logic circuit 1Oe consists of an inverter 123 and AND gates 124 and 125 and is used for the logical control of the stepping motor 11. If an input P of the bidirectional shift register 10i receives the output signals of the NAND logic elements i24 and 125 of the logic circuit 1Oe as input signals, its outputs are Qu Qi, Qi and Q ₄

aufeinanderfolgend weitergeschaltet. Wenn dagegen die Impulssignale einem Eingang C des Zweirichtungsschieberegisters 10/ zugeführt werden, werden die Ausgänge Qa, Qj, Q2 und Q\ in dieser Reihenfolge sequentiell weitergeschaltet. Die Ausgänge Qi, Q7, Qs und Q» sind mit der Stromversorgungsschaltung iOg verbunden, die aus Widerständen 126,127,128 und 129, Transistoren 130, 131, 132 und 133 sowie Gegenspannungssperrdiodci? 134, 135, 136 und 137 besteht und wiederum mit Feldspulen Q, Ci, C₃ und C« des Schrittmotors 11 verbunden ist Wenn die Impulssignale dem Eingang P des Zweirichtungsschieberegisters 1Of zugeführt werden, werden die Transistoren 130,131,132 und 133 aufeinanderfolgend durchgeschaltet, wodurch die Feldspulen Q, C₂, C₃ und Q des Schrittmotors 11 jeweils zweiphasig erregt werden. Dementsprechend wird der Rotor des Schrittmotors 11 in Pfeilrichtung gemäß Fig.4 gedreht, so daß das Regelventil 12 in Öffnungsrichtung gedreht wird. Wenn dagegen die impuissignaie dem anderen tingang C zugeführt werden, wird der Rotor des Schrittmotors 11 in einer der Pfeilrichtung gemäß Fig.4 entgegengesetzten Richtung gedreht, so daß das Regelventil 12 in Schließrichtung gedreht wird.successively advanced. If, on the other hand, the pulse signals are fed to an input C of the bidirectional shift register 10 /, the outputs Qa, Qj, Q2 and Q \ are switched sequentially in this order. The outputs Qi, Q7, Qs and Q » are connected to the power supply circuit iOg , which consists of resistors 126, 127, 128 and 129, transistors 130, 131, 132 and 133 as well as counter-voltage periodic diodes. 134, 135, 136 and 137 is composed and in turn, with field coils Q, C, C ₃ and C 'of the stepping motor 11 is connected, if the pulse signals to the input P of the bi-directional shift register 1of are supplied, transistors 130,131,132 and 133 are turned on sequentially, whereby the field coils Q, C ₂ , C ₃ and Q of the stepping motor 11 are each excited in two phases. Accordingly, the rotor of the stepping motor 11 is rotated in the direction of the arrow according to FIG. 4, so that the control valve 12 is rotated in the opening direction. If, on the other hand, the impuissignaie are fed to the other input C , the rotor of the stepping motor 11 is rotated in a direction opposite to the direction of the arrow according to FIG. 4, so that the control valve 12 is rotated in the closing direction.

Die Steuerschaltung 10 und der Schrittmotor 11 werden von einer Batterie 201 mit Strom versorgt, und zwar über einen Schalter 200, der in Wirkverbindung mit dem Zündschalter der Brennkraftmaschine 1 steht.The control circuit 10 and the stepping motor 11 are powered by a battery 201, and via a switch 200 which is in operative connection with the ignition switch of the internal combustion engine 1.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dosiert der Vergaser 2 den Brennstoff in der üblichen Weise und ist hinsichtlich seiner Bauart mit bekannten Vergasern identisch, jedoch mit der Ausnahme, daß er zur Bildung eines Ansauggemisches eingestellt ist, das hinsichtlich seines Brennstoffanteils im Vergleich zu dem einzuregelnden Luft/Brennstoff-Verhältnis ein wenig angereichert bzw. fett ist.In the embodiment described above, the gasifier 2 meters the fuel in the usual way and is identical in terms of its design with known carburetors, but with the exception that it is used to form an intake mixture is set, which is a little enriched or rich in terms of its fuel content compared to the air / fuel ratio to be regulated.

Die gewöhnliche Hauptluft wird in dem Vergaser 2 mit der entsprechenden Brennstoffmenge gemischt und das sich ergebende Gemisch der Brennkraftmaschine 1 über die Ansaugleitung 3 zugeführt. Nachdem das Ansauggemisch in der Brennkraftmaschine 1 verbrannt worden ist, werden die Abgase über die Abgasleitung 7 und den katalytischen Konverter 8 in die Atmosphäre abgeleitet, wobei zu diesem Zeitpunkt das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches von dem in der Abgasleitung 7 angebrachten Gasmeßfühler 9 festgestellt wird. Das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers 9 wird der Steuerschaltung 10 zugeführt, die wiederum bestimmt, ob das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches kleiner (fetter) oder größer (magerer) als das stöchiometrische Luft/Brennstoff-Verhältnis ist. Bei unterstöchiometrischem Ansauggemisch wird der Schrittmotor 11 in Form einer sprungartigen Bewegung in die Öffnungsrichtung des Regelventils 12 gedreht, während, bei überstöchiometrischem Ansauggemisch der Schrittmotor 11 in Form einer sprungartigen Bewegung in die Schließrichtung des Regelventils 12 gedreht wird, so daß durch die Zusatzluft das Luft/Brennstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Verhältnis eingeregelt wird. Um zu verhindern, daß die Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a das Regelventil 12 weiterdreht und es in eine Übersteuerungslage bringt, wenn das Ansauggemisch das stöchiometrische Luft/Brennstoff-Verhältnis auch dann nicht erreicht, wenn das Regelventil 12 bereits vollständig geschlosser, ist, wird bei diesem Vorgang, wenn der Stellungsschalter 13 feststellt, daß das Regelventil 12 vollständig geschlossen ist, der Schalter 136 geschlossenThe usual main air is mixed in the carburetor 2 with the appropriate amount of fuel and the resulting mixture is supplied to the internal combustion engine 1 via the intake line 3. After that Intake mixture has been burned in the internal combustion engine 1, the exhaust gases are via the exhaust pipe 7 and the catalytic converter 8 discharged into the atmosphere, at which time the air / fuel ratio of the intake mixture differs from that in the Exhaust pipe 7 attached gas sensor 9 is determined. The output signal of the gas sensor 9 is fed to the control circuit 10, which in turn determines whether the air / fuel ratio of the intake mixture is smaller (richer) or greater (leaner) than is the stoichiometric air / fuel ratio. at The stepping motor 11 becomes sub-stoichiometric intake mixture in the form of a sudden movement rotated in the opening direction of the control valve 12, while, with an overstoichiometric intake mixture the stepping motor 11 in the form of a sudden movement in the closing direction of the control valve 12 is rotated so that the air / fuel ratio to the stoichiometric Ratio is regulated. To prevent the Air / fuel differentiation circuit 10a turns the control valve 12 further and puts it in an override position if the intake mixture does not reach the stoichiometric air / fuel ratio even if the control valve 12 is already complete closed, is, during this process, if the Position switch 13 detects that the control valve 12 is fully closed, switch 136 is closed und damit auch das NAND-Verknüpfungsglied 125 gesperrt, wodurch die Zuführung der Impulssignale zu dem Zweirichtungsschieberegister 10/" beendet und dadurch eine weitere Drehbewegung des Schrittmotors 11 in der Schließrichtung des Regelventils verhindert wird.and thus also the NAND gate 125 blocked, whereby the supply of the pulse signals to the bidirectional shift register 10 / "ended and thereby a further rotary movement of the stepper motor 11 is prevented in the closing direction of the control valve.

Nachstehend wird die Steuerung des Schrittmotors 11 unter Bezugnahme auf F i g. 5 näher beschrieben. Wenn die Brennkraftmaschine 1 beschleunigt oder verzögertControl of the stepping motor 11 will be described below with reference to FIG. 5 described in more detail. When the internal combustion engine 1 accelerates or decelerates wird, wie dies unter (a) in F i g. 5 dargestellt ist, wird der Beschleunigungs-ZVerzögerungsschalter 15 entsprechend dem unter (a) in Fig. 5 dargestellten Signalverlauf von einer Schaltstellung in die andere umgeschaltet. Entsprechend den von dem Drehzahlgeber 14 und dembecomes, as shown under (a) in FIG. 5, the acceleration / deceleration switch 15 is switched over from one switching position to the other in accordance with the signal curve shown under (a) in FIG. 5. According to the speed sensor 14 and the Beschleunigungs-ZVerzögerungsschalter 15 abgegebenen Signalen erzeugt der Steuerimpulsgenerator Wb Zeitsteuerimpulse, wie sie unter (b) in F i g. 5 dargestellt sind. Während des Zeitintervalles zwischen der Zeit ?, und der Zeit h bzw. während der Beschleunigungs- oderThe signals emitted by the acceleration / deceleration switch 15 are generated by the control pulse generator Wb timing pulses as shown under (b) in FIG. 5 are shown. During the time interval between time?, And time h or during the acceleration or Verzögerungspenode wird die Dauer der Zeitsteuerimpulse auf ungefähr ¹At derjenigen Dauer reduziert, die bei stationären oder eingeschwungenen Dauerbetriebszuständen erhalten wird, obwohl sie von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 abhängig ist. DementspreDelay penode, the duration of the timing pulses is reduced to approximately ¹ At of the duration that is obtained in steady or steady continuous operating states, although it is dependent on the speed of the internal combustion engine 1. Dementspre chend erzeugt die Impulsgeneratorschaltung 10c/ Betätigungsimpulse synchron mit den Zeitsteuerimpulsen, wie dies unter (d)in F i g. 5 dargestellt ist. Außerdem wird das von dem Gasmeßfühler 9 abgegebene Signal, das entsprechend den Änderungen des Luft/Brennstoff-Accordingly, the pulse generator circuit 10c generates / actuation pulses in synchronism with the timing pulses as shown in (d) in FIG. 5 is shown. In addition, the signal emitted by the gas sensor 9, which corresponds to the changes in the air / fuel Verhältnisses des von dem Vergaser 2 gebildeten Ansauggemisches variabel ist, von der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a ausgewertet, die wiederum ein Ausgangssignal abgibt, wie es unter (c) in F i g. 5 dargestellt ist.The ratio of the intake mixture formed by the carburetor 2 is variable, evaluated by the air / fuel differentiation circuit 10a, which in turn emits an output signal, as shown under (c) in FIG. 5 is shown.

Die Drehrichtung des Schrittmotors 11 wird somit von dem unter (c) in Fig. 5 dargestellten Luft/Brennstoff-Verhältnis-Signal bestimmt, während die zeitliche Steuerung der Drehbewegung und die Dauer der Drehbewegung (der Drehwinkel) des Schrittmotors 11The direction of rotation of the stepping motor 11 is thus determined by the air / fuel ratio signal shown under (c) in FIG. 5, while the timing of the rotary movement and the duration of the rotary movement (the angle of rotation) of the stepping motor 11 von den unter (d) in Fig. 5 dargestellten Betätigungsimpulsen bestimmt werden, was zu einer intermittierenden Drehbewegung des Schrittmotors 11 füK.t. Dieser Vorgang ist unter (e) in F i g. 5 durch die Linie I in Form eines Bewegungsablaufes veranschaulicht, so daß auscan be determined by the actuation pulses shown under (d) in FIG. 5, which leads to an intermittent rotary movement of the stepping motor 11. This process is under (e) in FIG. 5 illustrated by the line I in the form of a sequence of movements, so that from

« F i g. 5 ersichtlich ist, daß der Schrittmotor 11 während einer vorgegebenen Zeitdauer, die kürzer als die Dauer der Zeitsteuerimpulse ist, synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 betätigt und während der restlichen Zeitabschnitte vorübergehend angehalten«F i g. 5 it can be seen that the stepping motor 11 during a predetermined period of time which is shorter than the duration of the timing pulses, synchronous with the speed of the internal combustion engine 1 operated and temporarily stopped during the remaining time periods wird.will.

Der Schrittmotor 11 wird bei diesem Ausführungsbeispiel somit synchron zu einem Zeitsteuerimpuls während einer vorgegebenen Zeitdauer derart betätigt, daß er eine Drehbewegung in einem vorgegebenenIn this exemplary embodiment, the stepping motor 11 is thus synchronized with a timing pulse operated for a predetermined period of time so that it rotates in a predetermined Ausmaß durchführt, wobei er während der restlichen Zeitdauer vorübergehend angehalten wird und dieser Vorgang wiederholt erfolgt Dies führt dazu, daß die über die Zusatzluft-Zuleitung 6 der Ansaugleitung 3 zugeführte Zusatzluftmenge intermittierend vergrößertExtent, while it is temporarily paused for the remainder of the time and this The process takes place repeatedly supplied additional air volume increased intermittently und verkleinert wird.and is reduced in size.

Dies erlaubt eine Steigerung der Antriebsgeschwindigkeit (Steigung der Linie I in F i g. 5e) des Regelventils 12 durch den Schrittmotor 11, wodurch das Ansprechverhalten des Regelventils 12 verbessert und dadurchThis allows the drive speed (slope of line I in FIG. 5e) of the control valve to be increased 12 by the stepping motor 11, which improves the response of the control valve 12 and thereby der Steuerbereich des Luft/Brennstoff-Verhältnisses aes Ansauggernisches verringert werden.the control range of the air / fuel ratio aes intake niche can be reduced.

Bei Übergangsbetriebszuständen, wie etwa während der Beschleunigungs- oder Verzogerungspervxlen derIn transitional operating states, such as during the acceleration or deceleration periods of the

Brennkraftmaschine 1, bei denen ein plötzliche Änderung der von der Brennkraftmaschine 1 angesaugten Luftmenge auftritt, wird ferner bei diesem Ausführungsbeispiel die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse auf ungefähr ¹A der üblichen Dauer bzw. Periode reduziert, was dazu führt, daß der Betriebszyklus des Schrittmotors 11 entsprechend verkleinert wird, so daß die Öffnung des Regelventils 12 schnell verändert und dadurch das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches schnell auf den gewünschten Wert zurückgeführt wird. ₎₀ Internal combustion engine 1 in which there is a sudden change in the amount of air sucked in by the internal combustion engine 1, the duration or period of the timing pulses is reduced to about ¹ A of the usual duration or period in this embodiment, which leads to the operation cycle of the stepping motor 11 is correspondingly reduced, so that the opening of the control valve 12 changes quickly and thereby the air / fuel ratio of the mixture is quickly returned to the desired value. _{) 0}

Wenn die Änderung der Ansaugluftmenge wie im Falle von stationären oder eingeschwungenen Dauerbetriebszuständen relativ gering ist, wird die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse erhöht, was dazu führt, daß auch der Operationszyklus des Schrittmotors 11 vergrößert wird, so daß das Regelventil 12 in der richtigen, zweckmäßigen Weise geöffnet und geschlossen wird.If there is a change in the amount of intake air as in the case of steady or steady continuous operating conditions is relatively low, the duration or period of the timing pulses is increased, which leads to that the operating cycle of the stepping motor 11 is increased so that the control valve 12 in the opened and closed in the correct, appropriate manner.

Außerdem wird bei diesem Ausführungsbeispiel dann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine hoch und die Ansaup'uftmenge groß sind, d. h. wenn die Verzögerungszeit kurz ist, die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine verringert, was dazu führt, daß auch der Betriebszyklus des Schrittmotors 11 verkleinert wird, so daß die öffnung des Regelventils 12 schneller verändert wird und dadurch das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches schnell auf den erwünschten Wert zurückgeführt wird, ohne eine große Änderung aufgrund des Verztgerungszeitfaktors der trennkraftmaschine 1 zu erfahren. Bei einem Betriebszustand dagegen, bei dem die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedrig und die Ansaugluftmenge gering sind, d. h, bei einem Betriebszustand, bei dem die Verzögerungszeit groß ist, wird der Betriebszyklus des Schrittmotors 11 vergrößert und die öffnung des Regelventils 12 im Ganzen langsamer verändert, was sich mit der erhöhten Verzögerungszeit der Brennkraftmaschine deckt. Auf diese Weise wird bei geringer Belastung im niedrigen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine jegliche übermäßige Zusatzluftzufuhr vermieden, wodurch der Regelbereich des Luft/Brennstoff-Verhältnisses verringert und das Auftreten von Schwankungen und Rüttelerscheinungen beim Lauf der Brennkraftmaschine 1 vermieden werden.In addition, in this embodiment, when the engine speed is high and the intake air volume is large, d. H. if the delay time is short, the duration or period of the Timing pulses reduced proportionally to the speed of the internal combustion engine, which leads to the fact that the operating cycle of the stepping motor 11 is also reduced is so that the opening of the control valve 12 is changed more quickly and thereby the air / fuel ratio of the intake mixture is quickly returned to the desired value without a large To experience change due to the delay time factor of the separation engine 1. In one operating state on the other hand, in which the speed of the internal combustion engine is low and the amount of intake air is low, d. That is, in an operating state where the delay time is large, the operating cycle becomes the Stepping motor 11 is enlarged and the opening of the control valve 12 changes more slowly as a whole, which coincides with the increased delay time of the internal combustion engine. This way it will be less Load any excessive additional air supply in the low speed range of the internal combustion engine avoided, thereby reducing the control range of the air / fuel ratio and the occurrence of Fluctuations and shaking phenomena when the internal combustion engine 1 is running can be avoided.

Aufgrund der Tatsache, daß der Schrittmotor 11 entsprechend Zeitsteuerimpulsen, deren Dauer bzw. Periode gemäß der Verzögerungszeit der Brennkraftmaschine 1 geändert wird, intermittierend betätigt und angehalten wird und dieser Vorgang zum Antrieb des Regelventils 12 wiederholt erfolgt, wird somit die Zusatzluftmenge ständig über einen weiten Bereich von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine genau geregelt Due to the fact that the stepping motor 11 corresponds to timing pulses, their duration or Period is changed according to the delay time of the internal combustion engine 1, operated intermittently and is stopped and this process for driving the control valve 12 is repeated, thus the Additional air volume constantly precisely regulated over a wide range of operating states of the internal combustion engine

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Regelsystems werden die erforderlichen Zeitsteuerimpulse erzeugt, indem die Maschinendrehzahl und ein plötzlicher Beschleunigungs-AVerzögerungszustand der Brennkraftmaschine als Parameter verwendet werden.In the first embodiment of the control system, the necessary timing pulses generated by the engine speed and a sudden acceleration-A-deceleration condition of the Internal combustion engine can be used as a parameter.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des Regelsystems, das nachstehend näher beschrieben wird, wird zusätzlich zu der Einbeziehung der Maschinendrehzahl und eines plötzlichen Beschleunigungs-A'erzögerungszustandes ein Zeitsteuenmpuls erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers seinen vorherigen Zustand ändert, wodurch sich die Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses aufgrund der Verzögeningszeit der Brennkraftmaschine verkleinern und dadurch ein verbessertes Ansprechverhalten erzielen läßt. Da das zweite Ausführungsbeispiel des Regelsystems größtenteils mit dem ersten Ausführungsbeispiel identisch ist, werden nachstehend lediglich die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen kurz beschrieben.In a second embodiment of the control system, which will be described in more detail below in addition to the inclusion of the machine speed and a sudden acceleration-deceleration condition a timing pulse is generated when the output of the gas sensor is its previous one State changes, which changes the Air / fuel ratio due to lag time reduce the size of the internal combustion engine and thereby achieve an improved response leaves. Since the second embodiment of the control system largely differs from the first embodiment is identical, only the differences between the two exemplary embodiments are described below briefly described.

Hierbei wird auf F i g. 6 und die bei eits in Verbindung mit Fig.4 erfolgte Beschreibung Bezug genommen. Gemäß Fig.6 weist der die Zeitsteuerimpulse erzeugende Steuerimpulsgenerator !Oft zusätzlich zu der Impulsformerschaltung und dem Binärzähler 110 eine erste Impuls-Differenzierschaltung auf, die aus einem Inverter 111, einem Widerstand 112, einem Kondensator 113 und einem NAND-Verknüpfungsglied 114a besteht. Diese erste Impuls-Differenzierschaltung erzeugt synchron zu den frequenzgeteilten Ausgangssignalen des Binärzählers 110 negativ differenzierte Impulse, wie dies unter (b) in F i g. 7 dlrgestellt ist. Der Steuerimpulsgenerator 1Oi weist ferner eine zweite Impuls-Differenzierschaltung, die aus Invertern 146 und 147, einem Widerstand 148, einem Kondensator 149 und einem NAN D-Verknüpfungsglied 150 besteht, eine dritte Impuh-Differenzierschaltung, die in ähnlicher Weise aus einem Inverter 151, einem Widerstand 152. einem Kondensator 153 und einem NAND-Verknüpfungsglied 154 besteht, sowie ein NAND-Verknüpfungsglied 154 besteht, sowie ein NAND-Verknüpfungsglied 155 auf, das mit eier ersten, zweiten und dritten Impuls-Differenzierschaltung verbunden ist.In this connection, reference is made to FIG. 6 and the description already made in connection with FIG. 4 is referred to. According to FIG. 6, the control pulse generator generating the timing pulses often has, in addition to the pulse shaping circuit and the binary counter 110, a first pulse differentiating circuit consisting of an inverter 111, a resistor 112, a capacitor 113 and a NAND gate 114a. This first pulse differentiating circuit generates negatively differentiated pulses synchronously with the frequency-divided output signals of the binary counter 110, as shown under (b) in FIG. 7 is shown. The control pulse generator 1Oi also has a second pulse differentiating circuit, which consists of inverters 146 and 147, a resistor 148, a capacitor 149 and a NAN D logic element 150, a third pulse differentiating circuit, which is similarly composed of an inverter 151, a Resistor 152, a capacitor 153 and a NAND logic element 154, and a NAND logic element 154, as well as a NAND logic element 155 which is connected to a first, second and third pulse differentiating circuit.

Die zweite und dritte Impuls-Differenzierschaltung erhalten als Eingangssignal das Ausgangssignal der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a, so daß. wenn das Ausgangssignal der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a von dem Wert »1« auf den Wert »0« übergeht (was die Änderung eines fetten Ansauggemisches zu einem mageren Ansauggemisch bezeichnet), die zweite Impuls-Differenzierschaltung negativ differenzierte Impulse erzeugt, während wenn das Ausgangssignal der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a von dein Wert »0« auf den Wert »1« übergeht (was die Änderung eines magerer. Ansauggemisches zu einem fetten Ansauggemisch bezeichnet), die dritte Impuls-Differenzierschaltung negativ differenzierte Impulse erzeugt. Diese drei Arten diffenrzierter Impulse werden über das NAND-Verknüpfungsglied 155 abgegeben, so daß der unter (c) in F i g. 7 dargestellte resultierende Ausgangssignalverlauf die Überlagerung der mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine synchronisierten differenzierten Impulse darstellt und eine Dauer bzw. Periode aufweht, die von dem Beschleunigungs-/Verzögerungsschalter (F i g. 7b) und den differenzierten Impulsen verändert wird, die entsprechend den Änderungen des von der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a erzeugten Luft/ Brennstoffverhältnis-Signals erzeugt werden.The second and third pulse differentiating circuits are inputted with the output of the air-fuel distinguishing circuit 10a so that. when the output of the air / fuel discrimination circuit 10a goes from "1" to "0" (which denotes the change from a rich intake mixture to a lean intake mixture), the second pulse differentiation circuit generates negatively differentiated pulses, while if that Output signal of the air / fuel differentiation circuit 10a changes from the value “0” to the value “1” (which denotes the change from a lean intake mixture to a rich intake mixture), the third pulse differentiation circuit generates negatively differentiated pulses. These three types of differentiated pulses are output via the NAND gate 155, so that the under (c) in FIG. The resulting output waveform shown in FIG. 7 represents the superimposition of the differentiated pulses synchronized with the speed of the internal combustion engine and a duration or period pending which is changed by the acceleration / deceleration switch (FIG. 7b) and the differentiated pulses, which correspond to the changes in the air-fuel ratio signals generated by the air-fuel discrimination circuit 10a can be generated.

Der restliche Aufbau ist mit dem jeweils entsprechenden Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 4 identisch und wird daher nicht erneut beschrieben. The rest of the construction is the same as that of the first exemplary embodiment in each case F i g. 4 are identical and will therefore not be described again.

Das zweite Ausführungsbeispiel weist folgende Wirkungsweise auf.The second embodiment has the following effect.

In ähnlicher Weise wie bei den ersten Ausführungsbeispiel wird der Schrittmotor 11 synchron mit jedem Zeitsteuenmpuls während einer vorgegebenen Zeit zur Ausführung einer einen vorgegebenen Betrag umfassenden Drehbewegung betätigt und für den Rest dieser Zeitdauer angehalten. Als Ergebnis wird die über die Zusatzluft-Zuleitung 6 der Ansaugleitung 3 zugeführteSimilar to the first embodiment, the stepping motor 11 becomes synchronous with each Timing pulse during a given time to carry out a given amount Rotation actuated and held for the remainder of this period. As a result, the over the Additional air supply line 6 of the intake line 3 is supplied

Zusatzluftmenge ebenfalls intermittierend vergrößert und verkleinert Die von dem Schrittmotor 11 bestimmte Antriebsgeschwindigkeit des Regelventils 12 (die Steigung der Linie I in F i g. 7f) läßt sich somit zur Erzielung eines viu-besserten Ansprechverhaltens des Regelventils 12 und damit zur Verringerung der Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses erhöhen.The amount of additional air also intermittently increased and decreased by the stepping motor 11 A certain drive speed of the control valve 12 (the slope of the line I in FIG. 7f) can thus be used for Achieving a viu-improved response behavior of the Increase control valve 12 and thus to reduce the change in the air / fuel ratio.

Da außerdem die benötigten Zeitsteuerimpulse aus den mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 synchronisierten differenzierten Impulsen und den mit den Zustandsänderung«! des Luft/Brennstoff-Verhältnis-Signals synchronisierten differenzierten Impulsen gewonnen werden, wird der Schrittmotor 11 auch dann in der richtigen Weise betätigt, wenn die Dauer bzw. Periode der mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine synchronisierten differenzierten Impulse groß gewählt ist und sich das Luft/Brennstoff-Verhältnis rasch ändert, so daß eine zufriedenstellende Regelung der Zusatzluftmenge erzielt wird.In addition, since the required timing pulses from the speed of the internal combustion engine 1 synchronized differentiated impulses and those with the change of state «! of the air / fuel ratio signal synchronized differentiated pulses are obtained, the stepping motor 11 is also then actuated in the correct way when the duration or period of the engine speed synchronized differentiated impulses is chosen to be large and the air / fuel ratio changes rapidly, so that a satisfactory control of the additional air amount is achieved.

Aufgrund der Tatsache, daß der Schrittmotor 11 entsprechend Zeitsteuerimpulsen, die gemäß der Verzögerungszeit der Brennkraftmaschine 1 unc* dem Luft/Brennstoff-Verhältnis-Signal erzeugt werden, intermittierend betätigt und angehalten wird, und dieser Vorgang zur Betätigung des Regelventils 12 wiederholt erfolgt, wird somit die Zusatzluftmenge über einen weiten Bereich von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine ständig genau und zweckmäßig geregeltDue to the fact that the stepping motor 11 according to timing pulses according to the delay time of the internal combustion engine 1 unc * dem Air / fuel ratio signal is generated, operated and stopped intermittently, and this Process for actuating the control valve 12 takes place repeatedly, the additional air volume is thus via a wide range of operating states of the internal combustion engine constantly precisely and appropriately regulated

In Fig.8 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Regelsystems veranschaulicht, das sich dahingehend von dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis in ähnlicher Weise durch zusätzliches Einleiten einer Korrekturluftmenge in das Abgassystem der Brennkraftmaschine geregelt wird, während beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel das Luft/Brennstoff-Verhältnis durch zusätzliches Einleiten einer Korrekturluftmenge in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine geregelt wird.In Figure 8 is a third embodiment of the Control system illustrated which differs in this respect from the first and second embodiments distinguishes that the air / fuel ratio in is regulated in a similar way by additionally introducing a correction air quantity into the exhaust system of the internal combustion engine, while the first and second embodiment, the air / fuel ratio by additionally introducing a correction air amount into the intake system of the internal combustion engine is regulated.

In F i g. 8 bezeichnet die Bezugszahl 20 ein von der Brennkraftmaschine 1 angetriebene Luftpumpe, deren Einlaßöffnung 20a über ein Rohr 6a mit dem Luftfilter 5 in Verbindung steht, während ihre Auslaßöffnung 206 mit einer Zusatzluft-Zuleitung %b verbunden ist, die sich in eine Abgasleitung stromauf einer Abgasreinigungseinrichtung 8 wie etwa eines Drehfach-Katalysators oder Nachbrenners öffnet In der Zusatzluft-Zuleitung 6b sind ein Regelventil 12 des gleicnen Typs wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 zur Steuerung des Durchlaßbereiches, ein Schrittmotor 11 zum Antrieb des Regelventils 12 und ein die vollständig geschlossene Stellung des Regelventils 12 erfassender Stellungsschalter 13 angeordnet, von denen die der Abgasleitung 7 zugeführte Zusatzluftmenge gesteuert wird.In Fig. 8, the reference numeral 20 designates an air pump driven by the internal combustion engine 1, the inlet opening 20a of which is connected to the air filter 5 via a pipe 6a, while its outlet opening 206 is connected to an additional air supply line % b , which extends into an exhaust line upstream of an exhaust gas cleaning device 8, such as a rotary tray-catalyst or afterburner opens in the additional air supply 6b are a control valve 12 of the gleicnen type as in the embodiment according to F i g. 1 for controlling the passage range, a stepping motor 11 for driving the control valve 12 and a position switch 13 which detects the fully closed position of the control valve 12 and controls the amount of additional air supplied to the exhaust line 7.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 ist ein Gasmeßfühler 9 in der Abgasleitung 7 stromab der Abgasreinigungseinrichtung 8 zur Erfassung des Sauerstoffgehaltes der nach Zufuhr der Zusatzluft gebildeten Abgase angeordnet. Eine Steuerschaltung 10 kann die Bauart gemäß F i g. 4 oder 6 aufweisen, so daß auf die in Verbindung mit dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel vorstehend bereits beschriebene Weise das Luft/Brennstoff-Verhältnis der Gase (der Abgase plus der Zusatzluft) genau regelbar ist, wobei durch diese Regelung eine verringerte Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses und ein verbessertes Ansprechverhalten gewehrleistet wird.In the embodiment of Figure 8 is a Gas measuring sensor 9 in the exhaust pipe 7 downstream of the exhaust gas cleaning device 8 for detecting the oxygen content of the oxygen formed after the supply of the additional air Exhaust gases arranged. A control circuit 10 can be of the type shown in FIG. 4 or 6, so that the in Connection with the first or second embodiment already described above Air / fuel ratio of the gases (the exhaust gases plus the additional air) can be precisely regulated, whereby through this Regulation, a reduced change in the air / fuel ratio and an improved response is guaranteed.

In Fig.9 ist ein Schaltbild dargestellt, das dieIn Fig.9 a circuit diagram is shown that the

Hauptteile einer Weiterbildung der Steuerschaltung gemäß F i g. 4 oder F i g. 6 veranschaulicht Während die in Fig.4 oder Fig.6 dargestellte Steuerschaltung derart aufgebaut ist, daß bei plötzlichen Beschleuni gungs- oder Verzögerungsperioden die Frequenz der Zeilsteuerimpulse erhöht wird, um die öffnung des Regelventils 12 schnell auf den richtigen Wert zu ändern, bestehen die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 verwendeten Zeitsteuerimpulse ausMain parts of a development of the control circuit according to FIG. 4 or F i g. 6 illustrates, while the control circuit shown in Fig.4 or Fig.6 is constructed in such a way that with sudden acceleration The frequency of the Zeilsteuerimpulse is increased to the opening of the To change control valve 12 quickly to the correct value, exist in the embodiment according to Fig.5 timing pulses used

ίο Impulssignalen, deren Frequenz von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängt so daß entsprechend dem Anliegen der Zeitsteuerimpulse der Verstellungsbetrag des Regelventils während der Dauer plötzlicher Beschleunigungs- oder Verzögerungsperioden derίο pulse signals, the frequency of which depends on the speed of the Internal combustion engine depends so that the adjustment amount according to the application of the timing pulses of the control valve during periods of sudden acceleration or deceleration of the Brennkraftmaschine über denjenigen Verstellungsbe trag hinaus erhöht wird, der bei stationären oder eingeschwungenen Dauerbetriebszuständen der Brenn kraftmaschine vorgesehen ist so daß ein diese Weiterbildung enthaltendes Regelsystem zur EinstelInternal combustion engine over those Verstellungsbe load is also increased, the steady-state or steady-state continuous operating conditions of the burn engine is provided so that a control system containing this development for setting lung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses gleichermaßen eine verringerte Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses und ein verbessertes Ansprechverhalten gewährleistetdevelopment of an air / fuel ratio equally a reduced change in the air / fuel ratio and an improved response

Diese Weiterbildung wird nachstehend unter Bezug'This further training is referred to below with reference to '

nähme auf F i g. 9 näher beschrieben, wobei in F i g. 9 ein Zeitsteuerimpulse erzeugender Steuerimpulsgenerator 106 und eine Betätigungsimpulse erzeugende Impulsgeneratorschaltun^ 10c/der Steuerschaltung dargestellt sind, während der restliche Aufbau der gleich wie beiwould take on F i g. 9 described in more detail, wherein in F i g. 9 a Control pulse generator 106, which generates timing pulses, and a pulse generator circuit which generates actuation pulses 10c / of the control circuit is shown are, while the rest of the construction of the same as at der Steuerschaltung gemäß Fig.4 ist Der Steuerim pulsgenerator 106 erzeugt differenzierte Impulse .synchron zu der Drehzahl der Brennkraftmaschine, wobei eine plötzliche Beschleunigung oder Verzöge rung der Brennkraftmaschine keinerlei Einfluß auf dieof the control circuit according to Figure 4 is Der Steuerim pulse generator 106 generates differentiated pulses synchronously with the speed of the internal combustion engine, a sudden acceleration or deceleration of the internal combustion engine has no effect on the differenzierten Impulse hat Die Betätigungsimpulse erzeugende Impulsgeneratorschaltung 1Od weist zusatz lieh zu sämtlichen Bauelementen der in Fig.4 dargestellten Schaltungsanordnung 10c/ einen weiteren Dekadenzähler 139 auf, wobei der Oberlauf- oderhas differentiated pulses. The pulse generator circuit 1Od which generates actuation pulses has additional lent to all components of the circuit arrangement 10c / shown in Figure 4 another Decade counter 139, with the overflow or Übertrag-Ausgang CO des Dekadenzählers 122 mit dem Eingang Cl des Dekadenzählers 139 verbunden ist dessen Rückstelleingang R zusammen mit demjeniger des Dekadenzählers 122 mit dem Steuerimpulsgenera tor 106 verbunden ist, so daß der Dekadenzähler 139Carry output CO of the decade counter 122 is connected to the input Cl of the decade counter 139, the reset input R of which is connected together with that of the decade counter 122 to the control pulse generator 106, so that the decade counter 139 von einem jeden von den Steuerimpulsgenerator 1Oi abgegebenen differenzierten Impuls zurückgestell wird. Die Ausgänge der Dekadenzähler 122 und 139 sine mit dem Beschleunigungs-Verzögerungsschalter Ii verbunden, so daß bei einer plötzlichen Beschleunigunjof each differentiated pulse emitted by the control pulse generator 10i will. The outputs of the decade counters 122 and 139 are sine connected to the acceleration-deceleration switch Ii, so that when there is a sudden acceleration oder Verzögerung der Brennkraftmaschine das Aus gangssignal des Dekadenzählers 139 dem NOR-Ver knüpfungsglied 120 zugeführt wird.or delay the internal combustion engine from the output signal of the decade counter 139 to the NOR-Ver link 120 is supplied.

Bei diesem Aufbau weist die Steuerschaltung folgende Wirkungsweise auf:With this structure, the control circuit has the following mode of operation:

Während bei Beschleunigungs- und Verzögerungspe rioden der Brennkraftmaschine die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse nicht geändert wird, ändert siel die Anzahl der in Abhängigkeit von einem jedei Zeitsteuerimpuls erzeugten Taktimpulse (die AnzahDuring acceleration and deceleration periods of the internal combustion engine, the duration or period of timing pulses is not changed, the number of times changes depending on each one Timing pulse generated clock pulses (the number der von einem Anschluß D der Verknüpfungsschaltunj 1Oe zugeführten Impulse) entsprechend den Betriebszu ständen der Brennkraftmaschine, d. h, daß bei stationä ren Dauerbetriebszuständen der Brennkraftmaschin! das Ausgangssignal des Dekadenzählers 122 denthe pulses supplied by a terminal D of the logic circuit 1Oe) according to the operational states of the internal combustion engine, d. h that with steady ren continuous operating conditions of the internal combustion engine! the output of the decade counter 122 den NOR-Verknüpfungsglied 120 zugeführt wird, so daß di Anzahl der von dem Anschluß D der Verknüpfungs schaltung 1Oe zugeführten Taktimpulse zwischen t um 9 liegt, während im Verlaufe plötzlicher BeschleuniNOR logic element 120 is supplied, so that the number of clock pulses supplied from the terminal D of the logic circuit 1Oe is between t by 9, while in the course of sudden acceleration

gungs- und Verzögerungsperioden die Anzahl der der Verknüpfungsschaltung 1Oe zugeführten Taktimpulse zwischen 10 und 99 Hegtgeneration and delay periods the number of the logic circuit 1Oe supplied clock pulses between 10 and 99 Hegt

Dementsprechend wird das Tastverhältnis der Betätigungsimpulse geändert, was dazu führt, daß die Laufzeit des Schrittmotors It ebenfalls geändert wird, so daß das Regelventil 12 während der Dauer von Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden schnell betätigt wird.Accordingly, the duty cycle of the actuation pulses is changed, which leads to the running time of the stepping motor It is also changed, so that the control valve 12 during the duration of acceleration and delay periods are actuated quickly.

Obwohl der Steuerimpulsgenerator 106 gemäß Fig.9 als Schaltungsanordnung dargestellt ist, die gemäß ihrem Aufbau differenzierte Impulse synchron zu der Drehzahl der Brennkraftmaschine erzeugt, kann der Steuerimpulsgenerator 10ö auch derart aufgebaut sein, daß ein Zeitsteuerimpuls in Abhängigkeit von einer Änderung des Ausgangssignals der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a hinsichtlich seines vorherigen Zustandes erzeugt wird, wie dies bereits vorstehend in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 beschrieben istAlthough the control pulse generator 106 is shown in FIG. 9 as a circuit arrangement that according to their structure differentiated pulses generated synchronously with the speed of the internal combustion engine, can the control pulse generator 10ö also be constructed in such a way that a timing pulse as a function of a Change in the output of the air / fuel discrimination circuit 10a is generated with respect to its previous state, as was already done above in connection with the exemplary embodiment according to FIG. 6 is described

Da bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen gemäß den Fig.4 und 6 die Anzahl der Taktimpulse, die von der die Betätigungsimpulse erzeugenden Impulsgeneratorschaltung 10c/ auf jeden Zeitsteuerimpuls hin erzeugt wird, derart gewählt ist, daß sie für das öffnen und Schließen des Regelventils gleich ist und somit die Lauf- oder Betriebszeit des Regelventils für das öffnen und Schließen die gleiche ist, ist es außerdem möglich, die Impulsgeneratorschaltung 10c/in der in Fig. 10 dargestellten Weise dahingehend weiter zu bilden, daß sie außerdem NOR-Verknüpfungsglieder 140, 141 und 143, ein RS-Flip-Flop bildende NOR-Verknüpfungsglieder 142 und 144, einen Dekadenzär !er 145 und einen mit der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a verbundenen Inverter 146 aufweist, wobei ein Eingang der NOR-Verknüpfung sglieder 140 und 141 jeweils mit einem Ausgang B des Steuerimpulsgenerators 106 verbunden ist, während der andere Eingang des NOR-Verknüpfungsglieds 140 mit dem Inverter 146 und der andere Eingang des NOR-Verknüpfungsgliedes 141 mit der Luft/Brennstoff-Unterscheidungsschaltung 10a verbunden sind, wodurch der Dekadenzähler 122 die Anzahl der zum Schließen des Regelventils erzeugten Betätigungsimpulse bestimmt, während die Anzahl der zum öffnen des Regelventils erzeugten Betätigungsimpulse von dem Dekadenzähler 145 bestimmt wird.Since in the above-described embodiments according to FIGS Thus, the running or operating time of the control valve for opening and closing is the same, it is also possible to further develop the pulse generator circuit 10c / in the manner shown in FIG , NOR gates 142 and 144 forming an RS flip-flop, a decadent 145 and an inverter 146 connected to the air / fuel discrimination circuit 10a, one input of the NOR gates 140 and 141 each having an output B of the control pulse generator 106 is connected, while the other input of the NOR gate 140 to the inverter 146 u nd the other input of the NOR gate 141 are connected to the air / fuel differentiation circuit 10a, whereby the decade counter 122 determines the number of actuation pulses generated to close the control valve, while the number of actuation pulses generated to open the control valve is determined by the decade counter 145 will.

Durch diesen Aufbau kann die Anzahl der auf jeden Zeitsteuerimpuls zum öffnen des Regelventils erzeugten Taktimpulse von derjenigen Anzahl von Taktimpulsen unterschieden werden, die zum Schließen des Ventils erzeugt wird, so daß das Maß der Drehbewe-With this structure, the number of generated on each timing pulse to open the control valve Clock pulses can be distinguished from the number of clock pulses required to close the Valve is generated, so that the amount of rotary movement

gung des Regelventils 12 zum öffnen sich von demjenigen zum Schließen unterscheidet und es dadurch möglich ist, das Gemisch auf jedes gewünschte andere Luft/Brennstoff-Verhältnis als das stöchiometrische Verhältnis einzuregeln.supply of the control valve 12 to open differs from that to close and it it is thereby possible to adjust the mixture to any desired air / fuel ratio other than the stoichiometric To regulate the ratio.

ίο Indem in der in Fig. 10 dargestellten Weise ein Erwärmungsmeßfühler 16 vorgesehen wird (z. B. ein Meßfühler zur Erfassung der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine), der dazu dient, Betriebsfunktionen entsprechend dem Erwärmungszustand derίο By in the manner shown in Fig. 10 Heating sensor 16 is provided (e.g. a sensor for detecting the cooling water temperature the internal combustion engine), which is used to perform operating functions according to the heating state of the

is Brennkraftmaschine 1 zu schalten, und indem die Ausgangssignale des Dekadenzählers 145 über den Erwärmungsmeßfühler 16 geändert werden, ist es während der Warmlaufperiode möglich, das Luft/ Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches auf unterstöchiometrische Werte einzuregeln und dadurch einen gleichmäßigen stetigen Warmlaufbetrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Die Dekadenzähler sind derart voreingestellt, daß Qi\ = Qh> Qh ist Natürlich kann das voreingestellte Luft/Brennstoff-Verhältnis in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Einstellung der Dekadenzähler geändert werden.is to switch internal combustion engine 1, and by changing the output signals of the decade counter 145 via the temperature sensor 16, it is possible during the warm-up period to regulate the air / fuel ratio of the intake mixture to sub-stoichiometric values and thereby ensure a steady, steady warm-up operation of the internal combustion engine. The decade counters are preset so that Qi = Qh> Qh Of course, the preset air / fuel ratio can be changed appropriately depending on the setting of the decade counters.

Anstelle des bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendeten Schrittmotors kann im übrigen als Antriebseinrichtung jeder Gleich-Instead of the stepper motor used in the exemplary embodiments described above can be used as a drive device any equal

jo strom- oder Wechselstrommotor Verwendung finden oder alternativ können beliebige elektrische wie auch mechanische Betätigungselemente verwendet werden. Außerdem können anstelle des als Verzögerungszeit-Erfassungseinheit verwendeten Zündsystems oder desjo current or AC motor use or alternatively, any electrical or mechanical actuating elements can be used. In addition, instead of the ignition system or the

ji Beschleunigungs-AVerzögerungsschalters beliebige andere Meßfühler zur Erfassung solcher Verzögerungszeitfaktoren . wie etwa des Ansaugunterdrucks, der Ansaugluftmenge, des Unterdrucks im Venturiabschnitt der Drosselventilöffnung, der Fahrzeuggeschwindigkeitji acceleration / deceleration switch any other Sensor for recording such delay time factors. such as the intake vacuum, the Intake air amount, the negative pressure in the venturi section of the throttle valve opening, the vehicle speed

■«ι bzw. Motordrehzahl, usw. sowohl einzeln als auch in Verbindung miteinander verwendet werden.■ «ι or engine speed, etc. both individually and in Connection can be used with each other.

Auch kann, wenn der verwendete Meßfühler eine Bauart aufweist, bei der sich das Ausgangssignal analog ändert, die Frequenzteilerschaltung ζ. Β. durch einenAlso, if the sensor used has a type in which the output signal is analog changes, the frequency divider circuit ζ. Β. through a

'i Spannungs-Frequenz-Umsetzer oder dergl. zur analogen Änderung der Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse ersetzt werden.'i voltage-frequency converter or the like. to analog Change in the duration or period of the timing pulses are replaced.

Hierzu 9 Blatt ZeichnungenIn addition 9 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control system for setting an air / fuel ratio of the air / fuel mixture fed to an internal combustion engine, with an additional air supply line connected to the intake system and / or the exhaust system of the internal combustion engine for supplying additional air, in which an additional air feed line is provided by a drive device to regulate the amount of additional air supplied is arranged adjustable control valve, a gas sensor arranged in the exhaust system to determine the regulated air / fuel ratio and a control circuit connected to the gas sensor and the drive device for intermittent control of the drive device in accordance with the determined air / fuel ratio and in a synchronous manner Dependence on the speed dt "internal combustion engine, characterized in that the control circuit (10) has a control pulse generator (iOb) for generating discrete control pulses in a timed relation to the speed of the internal combustion engine (1) and actuates the drive device (11) of the control valve (12) for a predetermined period of time with each control pulse and, after this period of time, holds it in the position reached until the next control pulse is present.

2. Control system according to claim 1, characterized by a device (15,110) for changing the Frequency of the timing pulse in the event of rapid operating state transitions of the internal combustion engine (1) to change the rate of increase of the additional amount per timing pulse.

3. Control system according to claim 1, characterized in that the control pulse generator (lOb) additionally generates timing pulses when the output signal of the gas sensor (9) changes.

4. Control system according to claim 1, characterized by a device (122, 140 to 146) for Change in the speed of the adjustment amount taking place in one direction per timing pulse of the control valve (12) in an adjustment amount taking place in the other direction.